防爆电器的历史
19 世纪初煤矿爆炸使许多人丧生,随着工业的发展产生防爆电器,科学家开始对爆炸性气体进行 研究,分类,并因此产生了多种多样的防爆方法。
我国于 1980 年开始有了有关的防爆规范,如《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-83, 到了 1987 年国家颁发了《爆炸危险场所电气安全规程(试行)》规范,以上标准主要参考 IEC 标准. 至今,该规范一直没有太多的变化。按照标准规范,所有的防爆电器应取得国内颁发的防爆认证。 但由于我为有众多的引进设备,鉴于 IEC 等标准与国标并无太大的差异,因此,国家实际上对该 项要求并未严格执行,许多防爆电器,只要取得国外相关机构的认证,也被用户接受。但预计在 今后几年内,该项要求会变为强制性。目前,我们正在对某些产品如 ICON2000 电动执行机构进 行防爆认证。
对于防爆电器的研究,主要在以下几个方面,
●对防爆措施和方法的研究
●对危险气体和介质的性质的研究
●对危险区域的划分 以下将进行分别介绍和讨论。对危险区域的划分方法,十分复杂,因此仅进行一般性介绍。
4.3.2 防爆措施 防爆措施多种多样,主要有以下几种 隔离型
将电器设备全部或一部分浸没在油中,或添充覆盖沙粒,充压缩空气,使他们产生的电气火花或 电弧不会点燃容器外部的可燃气体
◆充油,o 变压器,开关装置
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◆正压充气,p 控制室,仪表盘,马达,分析仪器
◆充沙,q 仪表装置
◆浇封,m 仪表,控制装置 特定结构 正常运行条件下不会产生电弧,火花或危险的高温
◆无火花型,马达,灯具,外壳
◆增安型,马达,照明灯具,电磁阀 限制能量型
阀门知识
在正常情况下及事故时产生的火花和危险温度不会引起爆炸性混合物爆炸。这是迄今为止最为安 全的防爆措施,主要针对的是任何危险性气体均有最小点燃能量,本质安全电器所产生的能量不 足以点燃危险气体,因而达到本质安全。
◆本质安全,ia,ib 仪表,控制装置 隔离保护外壳 使设备外壳内部产生的爆炸火焰不能传播到设备外壳的外部而点燃设备周围环境中的爆炸性介 质。
◆隔爆, d 仪表,开关,马达,泵 值得注意是的,隔爆型外壳是允许爆炸发生的,只不过发生的爆炸的能量必须限制在一定的范围 内,即必须在保护外壳内。因此,隔爆型电器外壳均很厚重,以起到保护作用。
特殊设计
◆特殊,s 气体检测器
4.3.3 防爆区域划分 防爆区域大致上按照危险气体存在的时间长短进行划分,同时要考虑设备离危险气体释放源的 距离。这些设计由工程公司或设计院决定。
常用数据: | 连续地存 在危险性 >1000 小时/年 | 断续地 存 在危险性 10-1000 小时/年 | 事故状态下存在危险性 0.1-10 小时/年 |
IEC/CENELEC | 0 区(气体),10 区(粉尘) | 1 区 (气体),10 区(粉尘) | 2 区(气体),11 区(粉尘 ) |
北美(美国,加拿大) | 1 区(气体和粉尘) | 1 区(气体和粉尘) | 2 区(气体和粉尘) |
中国 GB | 0 区(气体),10 区(粉尘 ) | 1 区(气体),10 区(粉 尘) | 2 区(气体),11 区(粉尘) |
可见,0 区为最危险区域,而 2 区则较安全。而我们经常遇到的是 1 区的区域。.一般为化工厂露
天的环境下。对于室内封闭环境,则有可能是 0 区。
4.3.4 危险气体组别
典型的危险气体 | 欧州 EN50014 | 北美 NEC500 | 中 国 GB3836-1 | 最小点燃能量微焦耳 |
己块 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
氢气 | ⅡC | B | ⅡC | 20 |
己烯 | ⅡB | C | ⅡB | 60 |
丙烷 | ⅡA | D | ⅡA | 180 |
当我们遇见己炔或氢气时要特别小心。它们是仅有的ⅡC 类气体。其它气体均为ⅡB 或ⅡA 类。
4.3.5 温度组别
最高表面温度℃ 温度组别
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阀门知识
| 450 | T1 |
|
300 | T2 | ||
280 | T2A | ||
260 | T2B | ||
230 | T2C | ||
215 | T2D | ||
200 | T3 | ||
180 | T3A | ||
165 | T3B | ||
160 | T3C | ||
135 | T4 | ||
120 | T4A | ||
100 | T5 | ||
85 | T6 |
应注意,环境温度越高,温度组别越低。
如:
◆ 在 40 度时标准取证温度组别为 T5
◆ 在 65 度时降为 T4
◆ 在 85 度时降为 T3
4.3.6 主要标准和认证机构 国际组织:为标准设立机构并不提供认证如
◆ 国际电工委员会-IEC 标准
◆ 欧洲电工标准化委员会-CENELEC 标准 中国电器认证机构
◆ 中国仪器仪表防爆安全监督检验站-GB3836-83 标准,在上海,南阳分别设有认证服务。
其它国家性认证机构:
◆ 英国-SCS,BSI
◆ 德国-PTB,BVS
◆ 意大利-CESI
◆ 法国-INERIS,LCIE
◆ 加拿大-CSA
◆ 美国-UL,FM 以上机构既为各自国家设立安全标准,同时也提供认证服务。
对于北美一般采用 NEMA 标准,请参见防护章节。
4.3.7 防爆标志表示方法: 任何防爆电器均应在其表面或内部提供防爆标志,以便于识别。
中国 GB 及 IEC 防爆标志
[Ex d]IIB T5, 防爆型
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阀门知识
[Ex ia]IIC T6, 本安型 CENELEC 防爆标志
[EEx d]IIB T5, 防爆型 [EEx ia]IIC T6, 本安型
4.3.8 气体爆炸危险场所用电气设备适用的防爆类型 O区
◆ 本质安全型 ia 级
◆ 其它特别为 O 区设计的电气设备(特殊型)
1 区
◆ 适用于 O 区的防护类型
◆ 隔爆型(d)
◆ 增安型(e)
◆ 本质安全型(id 级)
◆ 充油型(o)
◆ 正压型(p)
◆ 充沙型(q)
◆ 其它特别为 1 区设计的电气设备(特殊型)
2 区
◆ 适用于 O 区和 1 区的防护类型
◆ 无火花型 注意事项
◆ 本质安全型电器必需与关联设备如安全栅起使用,如果关联设备安装在危险区域,则必 须采用隔爆外壳
◆ 只有本质安全 ia 型电器才能用于 O 区
◆ 对于粉尘爆炸危险场所,目前尚无定型产品